DIMENSIÓN NANO DESDE LA TOXICOLOGÍA

Transcripción

1 DIMENSIÓN NANO DESDE LA TOXICOLOGÍA Virginia Gálvez Pérez Virginia Gálvez Pérez INSHT V Curso de Verano Osalan: Bioseguridad Laboral

2 NANOMATERIAL

3 TIPOS DE NANOMATERIALES NATURALES PARTÍCULAS ULTRAFINAS NANOMATERIALES MANUFACTURADOS

4 NANOMATERIALES MANUFACTURADOS NANO-OBJETO NANOPARTíCULA NANOFIBRA NANOPLACA ISO/TS 27687: 2010 Nanotecnologías. Terminología y definiciones para nano-objetos. Nanopartículas, nanofibra y nanoplaca.

5 VENTAJAS TIENEN PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS EXCEPCIONALES Y MUY BENEFICIOSAS PARA LA INDUSTRIA

6 PROPIEDADES DE LOS NANOMATERIALES color temperatura de fusión estructura cristalina reactividad química conductividad eléctrica magnetismo resistencia mecánica

7 Oro Oro (~ 10 nm) Oro (Au) = Amarillo Conductor No magnético Químicamente inerte Nano oro = Rojo Pierde la conductividad a ~ 1-3 nm Se vuelve magnético ~ 3 nm Explosivo y catalizador

8 La copa de Licurgo

9 Aplicaciones Automoción Aeroespacial Construcción Energía y ahorro energético Alimentación Medicina etc..

10 Productos Cosméticos Envases Textil Telefonía Deportes Placas solares

11 Enfoque descendente, de arriba hacia abajo (TOP-DOWN) Síntesis mecánica Consolidación y densificación Material sólido Polvo Técnicas de alta deformación NANOPARTÍCULAS Pirólisis de llama inducida por láser Evaporación/Condensación Plasma térmico Técnicas de sol-gel Reacciones en fase vapor Agregados Átomos Enfoque ascendente, de abajo hacia arriba (BOTTOM-UP)

12 NORMATIVA APLICABLE REACH y CLP RD 681/2003 RD 773/1997 RD 1215/1997 NANOMATERIALES LPRL y RSP RD 374/2001 RD 665/1997

13 INCONVENIENTES Tienen propiedades y efectos muy diferentes a los de los mismos materiales en tamaños convencionales, lo que puede plantear riesgos desconocidos para la salud del hombre y de otras especies

14 EXPOSICIÓN A NANOMATERIALES Fabricación del nanomaterial Incorporación del nanomaterial al producto Utilización de productos con nanomateriales Eliminación de residuos Operaciones de mantenimiento

15 LIBRES AGREGADAS LIGADAS A UNA MATRIZ FUNCIONALIZADAS LIBERACIÓN DE NANOPARTÍCULAS

16 PARTÍCULAS NANOPARTÍCULAS

17 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA TOXICIDAD EXPOSICIÓN ORGANISMO NANOMATERIAL Vía de entrada Duración Frecuencia Concentración Susceptibilidad Actividad física Lugar de depósito Ruta dentro del organismo Toxicidad intrínseca

18 TOXICIDAD INTRÍNSECA: factores químicos Composición química Solubilidad

19 TOXICIDAD INTRÍNSECA: factores físicos Tamaño y área superficial específica Forma Estructura cristalina Aglomerados y agregados

20 NANOTOXICOLOGÍA

21 FASES DE LA ACCION TÓXICA TOXICOCINÉTICA TOXICODINAMIA PROCESO ADME

22 Vía inhalatoria Vía digestiva Vías de entrada Vía dérmica

23 VIA INHALATORIA

24 IMPACTACIÓN

25 SEDIMENTACIÓN

26 DIFUSIÓN

27 DEPOSICIÓN DE NANOMATERIALES

28 LA PIEL NO DAÑADA Y BIEN CUIDADA ES UNA BARRERA MUY EFICAZ VIA DÉRMICA

29 DISTRIBUCIÓN

30 ELIMINACIÓN

31 BIOCINÉTICA DE LAS NANOPARTÍCULAS EXPOSICIÓN Aire, agua, ropa Fármacos Aire Comida, agua Deposición Inyección Inhalación Ingestión VÍA DE ENTRADA Piel nasal Tracto respiratorio traqueobronquial alveolar Tracto digestivo DISTRIBUCIÓN / TRANSLOCACIÓN Linfa SNC SNP SANGRE Linfa Hígado Médula ósea Otros (p.ej. Músculo, placenta) Riñón Bazo Corazón ELIMINACIÓN Sudor/exfoliación Orina Leche materna Heces

32 EFECTOS PARA LA SALUD NANOMATERIALES Nanotubos de carbono Metales Óxidos metálicos EFECTOS Fibrosis pulmonar Granulomas y estrés oxidativo de pulmón Daños e inflamación del pulmón Inflamación pulmonar Daño en los tejidos

33 NANOMATERIALES CON BASE DE CARBONO

34 PROPIEDADES QUE LOS HACEN PELIGROSOS PARA LA SALUD TIENE FORMA DE FIBRA SON BIOLOGICAMENTE BIOPERSISTENTES NO SE DISUELVEN O SE ROMPEN EN FIBRAS MÁS PEQUEÑAS

35 NANOTUBO AMIANTO

36 Respuesta ESTABLECIMIENTO DE VALORES LÍMITE INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA Dosis NIVEL SIN EFECTO ADVERSO OBSERVADO (NOAEL) FACTOR INCERTIDUMBRE = LEP (Basados en salud)

37 RECOMMENDED EXPOSURE LIMIT (REL) National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) DIÓXIDO DE TITANIO NANOTUBOS DE CARBONO NIOSH (2011) - Fino: 2,4 mg/m 3 - Ultrafino (<100nm): 0,3 mg/m 3 NIOSH (2013) 0,001 mg/m 3

38 qué medimos? masa/volumen nº partículas/volumen área superficial/volumen

39 BENCHMARK EXPOSURE LEVELS (BEL) British Standard Institution (BSI) NANOMATERIAL BENCHMARK EXPOSURE LEVELS Insoluble 0,066 x WEL partículas/cm 3 Soluble CMAR 2 0,5 x WEL 0,1 x WEL Fibroso 0,01 fibras/cm 3 1 WEL: workplace exposure level 2 CMAR: cancerígeno, mutágeno, asmágeno, tóxico para la reproducción

40 RECOMMENDED BENCHMARK LEVELS (RBL) Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) NANOMATERIAL Metales, óxidos metálicos y otros materiales en polvo biopersistentes de densidad > kg/m 3 RECOMMENDED BENCHMARK LEVELS partículas/cm 3 Materiales en polvo biopersistentes de densidad < kg/m partículas/cm 3 Nanotubos de carbono 0,01 fibras/cm 3 Partículas líquidas ultrafinas MAK a o AGW b a MAK- Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen (Concentración máxima en lugares de trabajo). b AGW- Arbeitsplatzgrenzwerte (Límite de exposición profesional).

41 NANO REFERENCE VALUES (NRVs) Social and Economic Council of the Netherlands (SER) NANOMATERIALES NANO REFERENCE VALUE (NRV) EJEMPLOS Granulares biopersistentes de densidad > kg/m partículas/cm 3 Ag, Au, CeO 2 Granulares y fibrosos biopersistentes de densidad < kg/m 3 Nanofibras rígidas y biopersistentes para las cuales no se descartan efectos similares a los del amianto Granulares no biopersistentes partículas/cm 3 0,01 fibras/cm 3 Límite de exposición profesional en escala no nanométrica Al 2 O 3, SiO 2, TiO 2, ZnO, negro de humo, nanoarcilla, C 60 SWCNT, MWCNT, fibras de óxidos metálicos Lípidos, NaCl

42

43

44 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

45 TAMAÑO (TiO masa)

46 NANOPARTICULAS MANUFACTURADAS Esférica homogénea Aglomerado homogéneo Fibrosa homogénea Distribuida heterogéneamente Partícula activa No esférica homogénea No esférica heterogénea Heterogénea concéntrica Partícula multifuncional Aglomerado fibroso homogéneo Aglomerado fibroso heterogéneo Aglomerado fibroso heterogéneo Fibrosa heterogénea Adaptado de: Journal of Occupational and Environmental Health. Vol 51, Number 3 (2009)

47 Distintas formas del ZnO MAYNARD, A. D. Ann Occup Hyg :1-12; doi: /annhyg/mel071

48 L > 5µm d < 3µm

49 AMIANTO NANOTUBOS DE CARBONO